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Problemi per realizzare una piccola rete WiFi 1/2

rete wireless  Problemi per realizzare una piccola rete WiFi

Due amici, quasi vicini di casa, li separano non più di 30 metri. Un gioco da ragazzi per una rete senza fili (wifi) che dovrebbe avere portate superiori ai 100!! Invece no, la distanza è poca, ma è complicata dal fatto che i due tapini sono separati da 7 piani … mettere antenne fuori dalla finestra non se ne parla neppure! Durante la realizzazione della rete è subito apparso evidente quanto siano poco chiare le dichiarazioni espresse sull’etichetta dei componenti.

Volontariamente non cito marche e modelli dei componenti impiegati, una sola raccomandazione: scegliere SEMPRE esemplari a cui sia possibile sostituire l’antenna, ovvero modelli dotati di presa di antenna e non di antenna fissa. Il connettore di antenna è generalmente un SMA reverse, difficile da trovare, a Torino è reperibile presso la ditta Pinto di Via Galvani 19 (www.pinto.it ), oppure è possibile montare il maschio volante capovolgendo, in fase di montaggio, il polo caldo.

Il risultato è abbastanza simile al corrispondente SMA reverse e, cosa essenziale, funziona. La potenza degli access point e delle schede WiFi (solitamente espressa in dBm) non sempre viene dichiarata, così la sensibilità del ricevitore; qualche informazione in più si trova in rete. Perché un link funzioni è necessario che la somma algebrica delle perdite (negative) della potenza del trasmettitore, sommata ai guadagni delle antenne (unici valori positivi), sia quanto più possibile lontano dal valore massimo di sensibilità del ricevitore.

Mi spiego con un esempio. Un access point la cui potenza è 17 dBm (circa 50 mW), una scheda WiFi la cui sensibilità è -85dbm perdite di tratta (attenuazioni dei cavi e guadagno delle antenne sommate all’attenuazione dello spazio tra le due antenne) pari a -77dB forniscono un segnale all’ingresso del ricevitore pari a -60dBm (la somma algebrica tra 17dBm del TX e i -77 della tratta), ampiamente al di sopra della soglia di sensibilità del ricevitore; dunque il segnale sarà correttamente ricevuto e il link sarà attivo. Ovviamente le due stazioni sono alternativamente ricevitore e trasmettitore, dunque il calcolo andrà eseguito per la “direzione” più sfavorevole (access point e schede WiFi non hanno quasi mai la stessa potenza).

In quest’esempio abbiamo utilizzato dei valori assolutamente casuali, esistono in rete dei software e delle tabelle in cui si possono ricavare le attenuazioni nello spazio libero, quando le due antenne sono assolutamente in visibilità ottica. Diverso è il discorso se le due antenne “quasi” si vedono, ovvero se tra le due esistono ostacoli la cui natura potrebbe non essere immediatamente valutabile.

antenna_montata_bibanda_v-uhf

Un muro, ad esempio, potrebbe essere semplicemente un mattone intonacato dai due lati e potrebbe fornire un’attenuazione modesta; lo stesso muro potrebbe contenere elementi metallici, non solo fili elettrici o tubi dell’acqua, ma anche reti (metalliche) di supporto per le piastrelle, oppure una libreria metallica potrebbe essere appoggiata dall’altra parte del muro.

particolare_antenna_montata_sul_tetto

L’attenuazione fornita da un ostacolo non è quantificabile con precisione se non dopo aver stabilito un link, da questa prima valutazione sarà sempre possibile un miglioramento. Escludendo di intervenire sulla potenza di trasmissione dei componenti, che comporterebbe problemi di omologazione, l’unica strada percorribile è rappresentata dall’intervento sulle due antenne. Prestando attenzione che la potenza ERP non superi i 100mW (20 dBm) “legali”.

Realizzazione del link

Visto le premesse si decide di sfruttare una discesa di antenna inutilizzata. Si tratta di un cavo marchiato telecom diametro poco più di 10 mm, un bel cavo con dielettrico espanso a 75 ohm dalle dimensioni praticamente identiche all’RG213. E qui sorge un altro problema: il cavo è lungo circa 50 metri, tanti infatti sono necessari per arrivare dalla stazione al tetto. L’idea è questa: riciclare la discesa inutilizzata e montare un’antenna sul tetto, da dove si è in vista ottica (attraverso un paio di muri) con il compare d’avventura.

Qualche ricerca in rete, dove spiccano le realizzazioni del gruppo di Cagliari e di quello dei colleghi napoletani, poi le prime deludenti prove. Quando sembrava che il cavo fosse decisamente troppo lungo, grazie all’antenna di Paolo Pitacco (pubblicata su RadioKit di aprile 2006 "Doppia twinquad, a doppio otto, per traffico via satellite"), ecco i primi risultati. Ho realizzato una sola delle due antenne descritte, il connettore posteriore è un N, il riflettore è un ritaglio di lamiera di alluminio grosso quanto un foglio A5; per la realizzazione pratica rimando all’articolo originale. L’antenna è chiusa in una scatola per impianti elettrici (riciclata), resa stagna con del silicone (con parsimonia, alla radiofrequenza non piace il silicone) e montata in polarizzazione verticale (con il lato lungo in orizzontale si ottiene la polarizzazione verticale) sul palo delle antenne della stazione in modo da “vedere” la parete dietro cui si nasconde l’access point.

L’antenna di quest’ultimo è stata modificata, la sua antennina originale è stata smontata sfilando la parte terminale in gomma. Sotto si nasconde un dipolo coassiale, si tratta di un radiatore a ¼ d’onda posto su un tubicino della stessa lunghezza che è infilato sul cavo coassiale che fa capo al connettore.

modifica_antenna_access_point

La modifica consiste nel procurarsi 18 – 20 cm di filo di rame argentato (o smaltato) diametro 1.2 mm. Realizziamo 6 spire su 5 mm, la lunghezza dell’avvolgimento è pari a 25 mm (le spire sono egualmente spaziate per circa 4 mm), oltre la bobina sagomiamo un dipolo ripiegato lungo 62 mm, la distanza tra i due fili deve essere 2 mm circa (il filo è tenuto a distanza da un anellino di dielettrico del cavo coassiale). Utilizzando l’antenna originale quale supporto, tagliamo lo stilo (il polo caldo) in modo che tra la fine del tubicino (la parte fredda del dipolo) e l’inizio della bobina ci siano 22 mm. Questa antenna è semplicemente la copia di un prodotto commerciale “spacciato” per 7dBiso… se il suo guadagno vero è intorno a 3dB possiamo essere soddisfatti del lavoro svolto.

L’antenna modificata andrà protetta da un tubicino di plastica. Per la modifica dell’antenna originale sono necessari pochi minuti, la resa è sensibilmente migliore e il costo è in pratica nullo.

twinquad_singola

Durante le prove è stata realizzata una twinquad: i classici due quadrati collegati su un vertice, da abbinare all’access point. L’antenna è realizzata con del filo di ottone da 2 mm secondo quanto esposto, sempre da Paolo Pitacco, su RadioKit del mese di marzo 2001. Si tratta di una antenna singola a “otto”, il cui guadagno dovrebbe attestarsi tre gli 8 e i 10 dB.

Il lato interno del quadrato è pari a 30.5 mm, mentre la distanza dal riflettore (un ritaglio di lamiera zincata ex_guscio autoradio da 62 x 130 mm) è pari a 16 mm. Sull’access point sono state testate queste tre antenne: lo stilo originale ha fornito una “performance” del 34 – 38%, lo stilo modificato i citati 42 – 46% mentre utilizzando il pannellino appena descritto si è saliti a un più rassicurante 50 – 54%, segnale definito “buono” dal driver e il trasferimento è salito da 18 – 24 Mbit a 36 Mbit.

radiokit elettronica

 

 

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